クランパー回路

下の図の回路は、クランパーとして知られています。 または DC復元者 。対応するネットリストも下の図にあります。これらの回路は、平均DCレベル（通常は0V）を中心にスイングする容量結合信号と比較して、波形のピークを特定のDCレベルにクランプします。ダイオードをクランパーから取り外すと、デフォルトで単純なカップリングコンデンサになります。クランプはありません。

クランプ電圧とは何ですか？

クランプ電圧とは何ですか？そして、どのピークがクラ​​ンプされますか？下の図（a）では、クランプ電圧はダイオード降下を無視して0 Vです（より正確には、Siダイオード降下で0.7 V）。

クランパー回路の動作分析

次の図では、V（1）の正のピークが0 V（0.7 V）のクランプレベルにクランプされています。どうしてこれなの？最初の正の半サイクルで、ダイオードはコンデンサの左端を+5 V（4.3 V）に充電します。これは、V（1,4）の右端で-5 V（-4.3 V）です。

下の図（a）のコンデンサに記されている極性に注意してください。コンデンサの右端は、グランドに対して-5 V DC（-4.3 V）です。また、AC 5 Vピーク正弦波がソースV（4）からノード1に結合されています。2つの合計は、-5 V DC（-4.3 V）レベルに乗っている5Vピーク正弦波です。ダイオードは、ピークV（4）がコンデンサの電荷を超えた場合にのみ、ソースV（4）の連続した正の偏位で導通します。これは、コンデンサの電荷が負荷のために排出された場合にのみ発生します（図には示されていません）。コンデンサの電荷は、V（4）の正のピークに等しくなります（0.7ダイオードドロップ未満）。負の端、右端に乗っているACは下にシフトされます。ダイオードが正のピークで導通するため、波形の正のピークは0 V（0.7 V）にクランプされます。

クランパー：（a）0 Vにクランプされた正のピーク。（b）0 Vにクランプされた負のピーク。（c）5Vにクランプされた負のピーク。

 * SPICE 03443.eps V1 6 0 5 D1 63ダイオードC14 3 1000p D2 02ダイオードC24 2 1000p C3 4 1 1000p D3 10ダイオードV24 0 SIN（0 5 1k）.modelダイオードd。 tran 0.01m 5m .end 

V（4）ソース電圧すべてのクランパーで使用される5Vピーク。上の図（a）からのV（1）クランパー出力。図（a）のコンデンサのV（1,4）DC電圧。図（b）からのV（2）クランパー出力。図（c）からのV（3）クランパー出力。

上の図（b）のようにダイオードの極性が逆になっているとしましょう。ダイオードはソースV（4）の負のピークで導通します。負のピークは0V（-0.7 V）にクランプされます。上の図のV（2）を参照してください。

クランパーの最も一般的な実現は、DCリファレンスに接続されたダイオードを使用した上記の図（c）に示されています。ソースの負のピークの間、コンデンサはまだ充電されます。 AC電源とDCリファレンスの極性は直列補助であることに注意してください。したがって、コンデンサは合計で2つの10 V DC（9.3 V）に充電されます。コンデンサの両端にある5Vのピーク正弦波を結合すると、コンデンサの電荷と正弦波の合計であるV（3）の上の図が得られます。負のピークは、DCクランプ基準の値である5 V DC（4.3V）にクランプされているように見えます（ダイオードドロップが少ない）。

DCクランプ基準を5Vから10Vに変更した場合の波形を説明してください。クランプされた波形は上にシフトします。負のピークは10V（9.3）にクランプされます。正弦波源の振幅が5Vから7Vに増加するとしますか？負のピーククランプレベルは変更されません。ただし、正弦波出力の振幅は増加します。

DC復元器としてのクランパー回路

クランパー回路の用途は、テレビの送信機と受信機の両方の「コンポジットビデオ」回路の「DC復元器」としてです。 NTSC（米国ビデオ規格）ビデオ信号の「ホワイトレベル」は、最小（12.5％）の送信電力に対応します。ビデオの「黒レベル」は高レベルに対応します（送信機電力の75％。同期信号に割り当てられた100％の送信電力に対応する「黒レベルよりも黒」があります。NTSC信号にはビデオパルスと同期パルスの両方が含まれます。

コンポジットビデオの問題は、その平均DCレベルがシーンによって異なり、暗い場合と明るい場合があることです。ビデオ自体は変わるはずです。ただし、同期は常に100％でピークに達する必要があります。シーンの変化に伴って同期信号がドリフトするのを防ぐために、「DC復元器」は、同期パルスの上部を100％の送信機変調に対応する電圧にクランプします。 [ATCO]

レビュー：

• 容量結合信号は、その平均DCレベル（0 V）を中心に交互に変化します。
• クランパーからの信号には、DC電圧にクランプされた1つのピークがあるように見えます。例：負のピークが0 VDCにクランプされている場合、波形は上にシフトしているように見えます。ダイオードの極性によって、クランプされるピークが決まります。
• クランパーまたはDC復元装置の用途は、コンポジットビデオの同期パルスを送信機電力の100％に対応する電圧にクランプすることです。

関連するワークシート：

• クリッパーおよびクランパー回路ワークシート